[發明專利]五倍頻器及其方法

在審

• 申請號: 202010409879.0
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN112886962A
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 林嘉亮
• 申請（專利權）人: 瑞昱半導體股份有限公司
• 主分類號: H03L7/16
• 分類號: H03L7/16;H03L7/099
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;鄭特強

本公開提供一種五倍頻器及方法。五倍頻器包括第一、第二、第三、第四、第五三態電荷泵以及負載。第一三態電荷泵接收五相位時鐘的第一及第三相位信號，并輸出第一電流至輸出節點。第二三態電荷泵接收五相位時鐘的第二及第四相位信號，并輸出第二電流至輸出節點。第三三態電荷泵接收五相位時鐘的第三及第五相位信號，并輸出第三電流至輸出節點。第四三態電荷泵接收五相位時鐘的第四及第一相位信號，并輸出第四電流至輸出節點。第五三態電荷泵接收五相位時鐘的第五及第二相位信號，并輸出第五電流至輸出節點。負載耦接于輸出節點。

技術領域

本公開涉及五倍頻，特別涉及一種能減少電壓控制振蕩器的拉頻及噪聲的頻率調制的五倍頻器及其方法。

背景技術

五倍頻器(frequency quintupling apparatus)接收基頻的輸入時鐘，并輸出頻率高于基頻五倍(即，輸出頻率為基頻的五倍頻率)的輸出時鐘。例如，如果基頻為2吉赫(GHz)，則五倍頻率為10吉赫。五倍頻率通常是利用鎖相回路(phase lock loop)來完成。鎖相回路包括頻率/相位檢測器(frequency/phase detector)、回路濾波器(loop filter)、電壓控制振蕩器(voltage-controlled oscillator,VCO)及五倍除頻電路(divide-by-5circuit)。頻率/相位檢測器用以接收輸入時鐘及降頻時鐘(divided-down clock)并輸出相位誤差信號?；芈窞V波器用以接收相位誤差信號并輸出控制電壓。電壓控制振蕩器用以接收控制電壓并輸出輸出時鐘。五倍除頻電路用以接收輸出時鐘并輸出降頻時鐘，使得降頻時鐘的頻率為輸出時鐘的頻率的五分之一。

鎖相回路為本技術領域中技術人員所熟知，因此這里不再詳細描述。于鎖相回路中，電壓控制振蕩器受制于稱為“電壓控制振蕩器拉頻(VCO pulling)”的問題，其中電壓控制振蕩器的振蕩頻率是被干擾信號所拉動，而不是受到控制電壓所控制，干擾信號的頻率近似于電壓控制振蕩器的自然振蕩頻率(natural oscillation frequency)。此外，電壓控制振蕩器受制于不想要的頻率調制，不想要的頻率調制是由電壓控制振蕩器的電源噪聲所產生。

因此，期盼的是一種五倍頻器及其方法，能減少電壓控制振蕩器的拉頻及噪聲的頻率調制。

發明內容

在一實施例中，五倍頻器包括第一三態電荷泵、第二三態電荷泵、第三三態電荷泵、第四三態電荷泵、第五三態電荷泵及負載。第一三態電荷泵用以接收五相位時鐘的第一相位信號及五相位時鐘的第三相位信號，并輸出第一電流至輸出節點。第二三態電荷泵用以接收五相位時鐘的第二相位信號及五相位時鐘的第四相位信號，并輸出第二電流至輸出節點。第三三態電荷泵用以接收五相位時鐘的第三相位信號及五相位時鐘的第五相位信號，并輸出第三電流至輸出節點。第四三態電荷泵用以接收五相位時鐘的第四相位信號及五相位時鐘的第一相位信號，并輸出第四電流至輸出節點。第五三態電荷泵用以接收五相位時鐘的第五相位信號及五相位時鐘的第二相位信號，并輸出第五電流至輸出節點。負載用以耦接輸出節點。

在一實施例中，五倍頻方法包括下述步驟：接收五相位時鐘，其中五相位時鐘包括第一相位信號、第二相位信號、第三相位信號、第四相位信號及第五相位信號；依據五相位時鐘的第一相位信號及五相位時鐘的第三相位信號，使用第一三態電荷泵輸出第一電流至輸出節點；依據五相位時鐘的第二相位信號及五相位時鐘的第四相位信號，使用第二三態電荷泵輸出第二電流至輸出節點；依據五相位時鐘的第三相位信號及五相位時鐘的第五相位信號，使用第三三態電荷泵輸出第三電流至輸出節點；依據五相位時鐘的第四相位信號及五相位時鐘的第一相位信號，使用第四三態電荷泵輸出第四電流至輸出節點；依據五相位時鐘的第五相位信號及五相位時鐘的第二相位信號，使用第五三態電荷泵輸出第五電流至輸出節點；以及，使用負載耦接輸出節點。

附圖說明

圖1為根據本公開一些實施例所示出的五倍頻器的功能方框圖。

圖2為根據本公開一些實施例所示出的三態電荷泵的示意圖。